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FR3077996A1 - Procede pour le traitement de gaz et unite de traitement associee - Google Patents

Procede pour le traitement de gaz et unite de traitement associee Download PDF

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FR3077996A1
FR3077996A1 FR1851488A FR1851488A FR3077996A1 FR 3077996 A1 FR3077996 A1 FR 3077996A1 FR 1851488 A FR1851488 A FR 1851488A FR 1851488 A FR1851488 A FR 1851488A FR 3077996 A1 FR3077996 A1 FR 3077996A1
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Suez Groupe SAS
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Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de traitement d'un gaz vicié comprenant les étapes suivantes : une circulation du gaz vicié dans un contacteur gaz/liquide, dit contacteur, puis une circulation du gaz vicié dans une unité filtrante, dite unité filtrante, ledit procédé comprenant, dans le contacteur, une mise en contact d'un liquide circulant avec le gaz vicié, ledit liquide circulant présentant une température comprise entre 2 et 15°C, de préférence entre 5 et 10°C, ainsi qu'à une unité de traitement pour la mise en œuvre dudit procédé comprenant un contacteur gaz/liquide et une unité filtrante.

Description

- 1 PROCÉDÉ POUR LE TRAITEMENT DE GAZ ET UNITÉ DE TRAITEMENT ASSOCIÉE
Domaine technique
La présente invention se rapporte au domaine du traitement de gaz tels que l'air et le biogaz, et spécialement le traitement d'air vicié.
La présente invention concerne en particulier l'élimination des odeurs et des Composés Organiques Volatils (COVs) odorants de gaz vicié.
La présente invention concerne également le prétraitement de biogaz.
Etat de la technique antérieure
On connaît dans l'état de la technique antérieure les procédés de biofiltration. Ces procédés nécessitent de maintenir et maîtriser les conditions opératoires. De plus, le flux d'air à traiter doit être continu et constant.
On connaît également les procédés de lavage de gaz et les épurateurs associés. Ces procédés et dispositifs peuvent être à eau perdue, dans ce cas, la consommation d'eau est conséquente et les rendements d'élimination des odeurs relativement limités. Il existe également des laveurs de gaz utilisant des solvants organiques qui affichent de meilleurs rendements d'élimination des COVs hydrophobes. Néanmoins, l'utilisation de solvants organiques rend les procédés plus coûteux et complexes. De plus, l'utilisation de solvants organiques nécessite un contrôle accru du procédé de traitement. Il existe également des laveurs chimiques, qui ont des rendements d'élimination très élevés sur quelques composés odorants spécifique, mais quasiment nuis sur la majorité des COVs.
On connaît également l'utilisation de filtres adsorbants pour le traitement d'air vicié. Les filtres requièrent un remplacement fréquent du media filtrant ce qui rend ce procédé très coûteux.
On connaît également dans l'état de la technique antérieure les procédés d'oxydation thermiques. Ces procédés requièrent de lourds dispositifs nécessitant un entretien régulier et des frais d'entretien élevés.
Un but de l'invention est notamment de pallier les inconvénients des procédés et dispositifs de l'état de la technique antérieure.
Un but de l'invention est en particulier :
- d'améliorer le rendement d'élimination des COVs et odeurs, en particulier, mais pas exclusivement, des COVs odorants, contenus dans l'air vicié, et/ou
- de diminuer la consommation en matières premières, et/ou
- de permettre le traitement de gaz vicié (notamment air vicié et biogaz) présentant des concentrations en COVs importantes, et/ou
- de faciliter l'exploitation et l'entretien, et/ou
- de réduire les coûts énergétiques.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé permettant l'élimination supplémentaire :
- d'odeurs, autres que celles des COVs odorants, et/ou
- des particules, et/ou
- des poussières.
Exposé de l'invention
Afin de satisfaire au moins un des objectifs précités, il est proposé un procédé de traitement d'un gaz vicié comprenant les étapes suivantes :
- une circulation du gaz vicié dans un contacteur gaz/liquide, dit contacteur, puis
- une circulation du gaz vicié dans une unité filtrante (notamment par adsorption), dite unité filtrante.
Au sens de la présente invention, on entend par « gaz vicié » un gaz contaminé par des polluants tels que COVs et/ou des molécules odorantes et/ou des poussières. Il peut en particulier s'agir de COVs hydrophiles, et notamment de COVs odorants.
Le gaz vicié peut en particulier être du biogaz - c'est-à-dire du méthane issu de la fermentation de boues et/ou de déchets, contaminé en particulier par des polluants tels que définis ci-dessus. Dans ce cas, le procédé de l'invention permet en particulier de purifier le biogaz, c'est-à-dire d'augmenter sa concentration en méthane (ChU).
Dans la présente demande, un air vicié peut être défini comme étant un air pollué, c'est-à-dire chargé de polluants, tel que par exemple mais de manière non exclusive de COVs (notamment odorants), de poussières ou d'odeurs. Il s'agit d'un air issu, par exemple mais non exclusivement, d'un procédé industriel.
- 3 Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend, dans le contacteur, une mise en contact d'un liquide circulant avec le gaz vicié, ledit liquide circulant présentant une température comprise entre 2 et 15°C, de préférence entre 5 et 10°C.
Le gaz (notamment l'air) n'est plus qualifié de vicié à partir du moment où il a été soumis au procédé selon l'invention.
Le gaz (notamment l'air) est considéré comme traité à partir du moment où il a été soumis au procédé selon l'invention, c'est-à-dire qu'il répond aux normes d'émissions.
Dans la présente demande, en l'absence de précision, il est entendu par contacteur un contacteur gaz/liquide.
Le liquide circulant dans le contacteur peut être de l'eau, de l'huile ou un solvant organique.
De préférence, le liquide circulant dans le contacteur peut être de l'eau, notamment de l'eau industrielle.
L'eau industrielle peut être filtrée, de manière préférée l'eau industrielle peut être filtrée entre 25 et 750 pm, de manière davantage préférée entre 150 et 350 pm.
Le liquide circulant dans le contacteur peut être de l'eau provenant d'un dispositif réfrigérant agencé pour refroidir de l'eau.
Dans le cas où le liquide circulant dans le contacteur provient d'un dispositif réfrigérant agencé pour refroidir de l'eau, le dispositif réfrigérant peut être alimenté par de l'eau industrielle.
Un débit du liquide circulant dans le contacteur par rapport à un débit de l'air vicié circulant dans le contacteur peut être inférieur à 20 l/m3, de préférence inférieur à 10 l/m3. Ce débit est couramment désigné par l'homme du métier par le terme rapport liquide sur gaz.
Selon l'invention, la circulation du gaz (notamment l'air) vicié dans le contacteur peut comprendre une circulation du gaz (notamment l'air) vicié dans un sens contraire à un sens dans lequel le liquide circule dans le contacteur.
Ainsi conformément au premier aspect de l'invention, la circulation de l'air vicié dans le contacteur peut comprendre :
- une circulation du gaz vicié dans un sens identique à un sens dans lequel le liquide circule dans le contacteur, et
- une circulation du gaz vicié dans un sens contraire à un sens dans lequel le liquide circule dans le contacteur.
De manière préférée, l'étape de circulation du gaz vicié dans un sens identique à un sens dans lequel le liquide circule dans le contacteur est mise en œuvre préalablement à l'étape de circulation du gaz vicié dans un sens contraire à un sens dans lequel le liquide circule dans le contacteur.
Le procédé selon l'invention peut comprendre :
- une injection du gaz (notamment l'air) vicié dans une première partie du contacteur, dite partie à co-courant, dans laquelle le gaz vicié circule dans le même sens que le sens celui dans lequel le liquide circule dans ladite première partie du contacteur, et
- une circulation du gaz (notamment l'air) vicié dans une deuxième partie du contacteur, dite partie à contre-courant, dans laquelle le gaz vicié circule dans le sens contraire au sens dans lequel le liquide circule dans ladite deuxième partie du contacteur, puis
- une circulation du gaz vicié dans l'unité filtrante.
Ainsi, en d'autres termes, le procédé peut comprendre :
- une circulation du gaz vicié à co-courant du liquide circulant dans le contacteur, le gaz vicié circule dans le même sens que le sens dans lequel le liquide circule dans ladite première partie, puis
- une circulation du gaz vicié à contre-courant du liquide circulant dans le contacteur, le gaz vicié circule dans le sens contraire au sens dans lequel le liquide circule dans ladite deuxième partie, puis
- une circulation du gaz vicié dans l'unité filtrante.
De manière préférée, le gaz (notamment l'air) vicié injecté dans le contacteur peut présenter une température supérieure à 5°C, notamment comprise entre 5 et 80°C.
De manière davantage préférée, le gaz vicié injecté dans le contacteur peut présenter une température comprise entre 15 et 60 °C, de manière encore davantage préférée comprise entre 35 et 55°C.
Selon un premier mode de réalisation, le gaz (en particulier l'air) vicié injecté dans le contacteur peut présenter une température comprise 40 et
- 5 50°C. Selon un autre mode de réalisation, l'air vicié injecté dans le contacteur peut présenter une température comprise 25 et 35°C
Selon l'invention, le procédé peut comprendre une mise en contact du gaz (notamment l'air) vicié et du liquide circulant dans le contacteur avec un échangeur de chaleur.
L'étape de mise en contact du gaz vicié et du liquide circulant dans le contacteur avec l'échangeur de chaleur peut être mise en œuvre, en tout ou partie, de manière concomitante à l'étape de circulation du gaz vicié à cocourant du liquide circulant dans le contacteur, autrement dit, dans la première partie du contacteur.
De manière préférée, le procédé peut comprendre une circulation d'un liquide de refroidissement dans l'échangeur de chaleur, ledit liquide de refroidissement présentant une température comprise entre 2 et 15°C, de préférence entre 3 et 10°C.
De manière davantage préférée, le liquide de refroidissement peut présenter une température de 5°C.
De manière encore davantage préférée, la température du liquide de refroidissement peut être égale à la température du liquide circulant dans le contacteur.
Le liquide de refroidissement peut être récupéré pour :
- être réinjecté dans un circuit du liquide de refroidissement, et/ou
- être réinjecté dans le contacteur, et/ou
- être réinjecté dans un circuit du liquide circulant dans le contacteur.
Le liquide de refroidissement peut être de l'eau.
De préférence, le liquide de refroidissement peut être de l'eau industrielle.
L'eau industrielle peut être filtrée, de manière préférée l'eau industrielle peut être filtrée entre 25 et 750 pm, de manière davantage préférée entre 150 et 350 pm.
Le liquide de refroidissement peut être de l'eau provenant d'un dispositif réfrigérant agencé pour refroidir de l'eau.
Le liquide de refroidissement peut être de l'eau provenant d'un dispositif réfrigérant agencé pour refroidir de l'eau.
- 6 Dans le cas où le liquide circulant dans le contacteur provient d'un dispositif réfrigérant agencé pour refroidir de l'eau, le dispositif réfrigérant peut être alimenté par de l'eau industrielle.
Alternativement, le liquide de refroidissement peut être un liquide frigorigène, tel que le glycol, l'éthylène glycol ou le monoéthylèneglycol (MEG), de préférence le MEG.
Selon l'invention, le procédé peut comprendre :
- une injection du liquide circulant dans le contacteur dans la deuxième partie du contacteur, ou respectivement dans la première partie du contacteur, puis
- une réinjection du liquide ayant circulé dans la deuxième partie du contacteur dans la première partie du contacteur, ou respectivement dans la deuxième partie du contacteur.
De manière préférée, le procédé peut comprendre :
- une injection du liquide circulant dans le contacteur dans la deuxième partie du contacteur, puis
- une réinjection du liquide ayant circulé dans la deuxième partie du contacteur dans la première partie du contacteur.
Subséquemment à la circulation dans la première partie du contacteur du liquide réinjecté, ou respectivement dans la deuxième partie du contacteur, le procédé peut comprendre une récupération du liquide ayant circulé dans le contacteur.
Le liquide récupéré, ayant circulé dans le contacteur, peut être évacué en vue de son traitement et/ou de son recyclage ultérieur.
Le procédé peut comprendre une étape de chauffage du gaz (notamment l'air) vicié préalablement à la circulation du gaz vicié dans l'unité filtrante.
De manière préférée, l'étape de chauffage du gaz vicié est mise en œuvre subséquemment à l'étape de circulation du gaz vicié dans le contacteur.
Lors de cette étape de chauffage, le gaz vicié peut être chauffé à une température supérieure à 3°C, notamment comprise entre 5 et 35°C, de préférence comprise entre 10 et 30°C,
- 7 Lors de cette étape de chauffage, de manière particulièrement préférée, le gaz vicié peut être chauffé à une température supérieure de 5°C à sa température en sortie du contacteur.
De préférence, la circulation du gaz vicié dans la première partie du contacteur peut s'effectuer selon un mouvement tourbillonnant descendant, ou respectivement ascendant, autour d'une zone centrale du contacteur et la circulation du gaz vicié dans la deuxième partie du contacteur peut s'effectuer selon un mouvement sensiblement rectiligne ascendant, ou respectivement descendant, dans la zone centrale du contacteur.
Conformément à l'invention, la circulation de gaz vicié peut s'effectuer à un débit compris entre 100 et 20000 m3/h, de préférence entre 250 et 10000 m3/h, de préférence encore entre 500 et 5000 m3/h. Autrement dit, entre 100 et 20000 m3, de préférence entre 250 et 10000 m3, de préférence encore entre 500 et 5000 m3 sont injectés dans le contacteur et sont récupérés en sortie du contacteur par heure.
Le procédé selon l'invention peut être utilisé pour l'élimination de Composés Organiques Volatils (COVs) odorants.
Le procédé peut également être utilisé pour l'élimination :
- de COVs hydrophiles, et/ou
- de COVs hydrophiles odorants, et/ou
- de la poussière, et/ou
- de particules, et/ou
- de composés odorants autres que les COVs, et/ou
- de COVs non odorants.
De manière préférée, le procédé est utilisé pour le traitement de l'air vicié, notamment provenant :
- de boues, et/ou
- de traitement de boues issues du traitement des eaux, et/ou
- de procédés de traitement d'eaux usées, et/ou
- d'installations de traitements des déchets.
Il est possible d'utiliser le procédé selon l'invention pour traiter des gaz, en particulier des airs viciés contenant des COVs présents à des concentrations supérieures à 10 mg/m3, de préférence comprise entre 10 et 1000 mg/m3, de préférence encore entre 50 et 500 mg/m3.
Selon l'invention, il est également proposé une unité de traitement de gaz (notamment d'air) vicié comprenant :
- un contacteur gaz/liquide, dit contacteur, dans lequel circule le gaz vicié,
- une unité filtrante, dite unité filtrante, dans laquelle circule le gaz vicié ; ladite unité de traitement de gaz vicié étant caractérisée en ce qu'elle est agencée pour mettre en œuvre le procédé selon le premier aspect de l'invention.
Le gaz (notamment l'air) n'est plus qualifié de vicié à partir du moment où il a transité à travers l'unité de traitement.
Le gaz, en particulier l'air, est considéré comme traité à partir du moment où il a transité à travers l'unité de traitement tel que décrite selon le second aspect de l'invention.
De manière préférée, l'unité de traitement selon est agencée pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention.
Conformément à l'invention, l'unité filtrante peut être n'importe quel dispositif connu de l'homme du métier et est de préférence une unité filtrante à charbon actif.
Conformément à l'invention, l'unité de traitement peut comprendre un ou plusieurs contacteurs.
L'unité de traitement est agencée de sorte qu'un débit du liquide circulant dans le contacteur par rapport à un débit du gaz vicié circulant dans le contacteur peut être inférieur à 20 l/m3, de préférence inférieur à 10 l/m3.
L'unité de traitement de gaz (notamment d'air) vicié peut être agencée de sorte qu'un liquide circulant dans le contacteur soit injecté dans une deuxième partie du contacteur, ou respectivement dans une première partie du contacteur, et que le liquide ayant été injecté dans la deuxième partie du contacteur soit réinjecté dans la première partie du contacteur, ou respectivement dans la deuxième partie du contacteur,
- 9 ledit liquide circulant dans le contacteur présentant une température comprise entre 2 et 15°C, de préférence entre 5 et 10°C.
Le contacteur gaz/liquide est agencé de sorte que le liquide circulant dans le contacteur entre en contact direct avec le gaz vicié circulant dans ledit contacteur.
De manière préférée, le gaz vicié injecté dans le contacteur peut présenter une température supérieure à 5°C, notamment comprise entre 5 et 80°C.
De manière davantage préférée, le gaz vicié injecté dans le contacteur peut présenter une température comprise entre 15 et 60 °C, de manière encore davantage préférée comprise entre 35 et 55°C.
De manière particulièrement préférée, le gaz vicié injecté dans le contacteur peut présenter une température comprise 40 et 50°C.
Le liquide circulant dans le contacteur peut être de l'eau, de l'huile ou un solvant organique. De préférence le liquide circulant est de l'eau, notamment de l'eau industrielle.
La première partie du contacteur, dite à co-courant, peut être agencée pour que le gaz vicié circule dans un même sens qu'un sens dans lequel le liquide circulant dans le contacteur circule dans ladite première partie du contacteur, et la deuxième partie du contacteur, dite à contre-courant, peut être agencée pour que le gaz vicié circule dans un sens contraire à un sens dans lequel le liquide circulant dans le contacteur circule dans ladite deuxième partie du contacteur.
De manière préférée, la deuxième partie du contacteur peut être une zone centrale du contacteur dans laquelle la circulation du gaz vicié peut s'effectuer selon un mouvement sensiblement rectiligne ascendant, ou respectivement descendant, et la première partie du contacteur peut être une zone périphérique du contacteur dans laquelle la circulation du gaz vicié peut s'effectuer selon un mouvement tourbillonnant descendant, ou respectivement ascendant, autour de la première partie.
De manière préférée, la zone centrale peut s'étendre le long d'un axe central du contacteur. Par exemple, l'axe central peut être un axe de révolution du contacteur.
- 10 La deuxième partie du contacteur peut s'étendre depuis une bordure extérieure de la zone centrale jusqu'à une bordure intérieure du contacteur.
L'unité de traitement de gaz vicié (notamment l'air) peut comprendre un échangeur de chaleur agencé pour que le gaz vicié et le liquide circulant dans le contacteur entrent en contact avec une surface d'échange de l'échangeur à l'intérieur de laquelle circule un liquide de refroidissement dont la température est comprise entre 2 et 15°C, de préférence entre 5 et 10°C.
Le liquide de refroidissement peut être de l'eau ou un liquide frigorigène, tels que définis plus haut en connexion avec le procédé de l'invention.
Conformément à l'invention, l'unité de traitement peut être agencée de manière à ce que le gaz vicié, notamment l'air vicié :
- circule dans le contacteur, puis
- circule dans l'unité filtrante.
De manière préférée, l'unité de traitement de gaz vicié peut être agencée de sorte que le liquide ayant circulé dans le contacteur soit récupéré en vue de son traitement et/ou de son recyclage ultérieur.
Selon l'invention, l'unité de traitement de gaz vicié peut comprendre un élément de chauffage du gaz vicié agencé de sorte que le gaz vicié soit chauffé avant de pénétrer dans l'unité filtrante.
L'élément de chauffage peut être n'importe quel moyen de chauffage connu de l'homme du métier, et peut notamment comprendre un filament chaud disposé sur le trajet de circulation du gaz vicié.
Conformément à l'invention, le contacteur peut être tout type de contacteur connu de l'homme de métier. A titre d'exemple, le contacteur peut être de type : colonne à pulvérisation, colonne à garnissage, colonne à bulles, colonne à plateaux, colonne à film tombant ou cyclone.
De manière avantageuse, le contacteur est un contacteur de type « échangeur cyclonique ».
- 11 L'unité de traitement de gaz vicié, en particulier d'air vicié, peut être agencée pour l'élimination, entre autres, de Composés Organiques Volatils (COVs) (en particulier odorants) contenus dans l'air vicié, notamment un air vicié contenant des COVs à une concentration supérieure à 10 mg/m3, de préférence comprise entre 10 et 1000 mg/m3, de préférence encore entre 10 et 500 mg/m3.
L'unité de traitement de gaz vicié (notamment d'air vicié) peut être agencée de sorte à ce que le gaz vicié circule à un débit compris entre 100 et 20000 m3/h, de préférence entre 2500 et 10000 m3/h, de préférence encore entre 500 et 5000m3/h.
L'unité de traitement de gaz vicié, notamment d'air vicié, peut comprendre un dispositif de refroidissement de l'eau injectée dans le contacteur et/ou dans l'échangeur de chaleur.
Le dispositif de refroidissement peut être tout dispositif réfrigérant agencé pour refroidir de l'eau et/ou produire du froid, tel que, entre autres, des systèmes à compression de gaz et/ou à absorption de gaz et/ou des systèmes de pompe à chaleur.
Description des figures et modes de réalisation
D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :
la FIGURE 1 est une représentation schématique d'un premier mode de réalisation du procédé et de l'unité de traitement selon l'invention ;
la FIGURE 2 est une représentation schématique d'un second mode de réalisation de l'unité de traitement et du procédé selon l'invention.
Les modes de réalisation décrits ci-après étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites, isolées des autres caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d’une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de
- 12 caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
En outre, les modes de réalisation ci-après sont décrits en relation avec le traitement d'air vicié, mais peuvent également s'appliquer au traitement de biogaz.
En référence à la FIGURE 1, il est décrit, dans un premier mode de réalisation, un procédé de traitement selon l'invention ainsi qu'une unité de traitement selon l'invention.
Sur la FIGURE 1, il est présenté un procédé de traitement d'odeurs et de COVs odorants d'un air vicié 3 étant issu d'un procédé de traitement d'eaux usées ou d'installations de traitements des déchets. L'air vicié 3 est introduit 1 dans l'unité de traitement 13 à une température comprise entre 35°C et 55°C. Le procédé comprend une circulation 31, 32 de l'air vicié 3 dans un contacteur gaz/liquide 2, dit contacteur 2 et une circulation 4 de l'air vicié dans une unité filtrante 5, dite unité filtrante 5. Le procédé comprend, une mise en contact d'un liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 avec l'air vicié 3 circulant 31, 32 dans le contacteur 2. Le liquide 6 circulant 61, 62 présente une température comprise 5 et 10°C. Cette température peut, dans certains cas, varier entre 2 et 15°C. La mise en contact du liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 avec l'air vicié 3 circulant 31, 32 dans le contacteur 2 est une mise en contact direct.
Le liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 est de l'eau.
La circulation 31, 32 de l'air vicié 3 dans le contacteur 2 comprend une circulation 32 de l'air vicié 3 dans un sens contraire à un sens 61 dans lequel le liquide 6 circule dans le contacteur 2.
Le débit du liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 par rapport au débit d'air vicié 3 circulant dans le contacteur 2 est inférieur à 10 l/m3. Selon l'invention, le débit du liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 par rapport au débit d'air vicié 3 circulant dans le contacteur 2 est de 2 à 4 ml/ m3, avantageusement de 3 l/m3.
- 13 En référence à la FIGURE 2, le liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 circule selon une seule direction verticale 67 selon laquelle le liquide 6 s'écoule.
La circulation 31, 32 de l'air vicié 3 dans le contacteur 2 comprend une circulation 31 de l'air vicié 3 dans un sens identique au sens 61 dans lequel le liquide 6 circule dans le contacteur 2 et une circulation 32 de l'air vicié 3 dans un sens contraire au sens 62 dans lequel le liquide 6 circule dans le contacteur 2. Selon I', l'étape de circulation 31 de l'air vicié 3 dans un sens identique au sens 61 dans lequel le liquide 6 circule dans le contacteur 2 est mise en œuvre préalablement à l'étape de circulation 32 de l'air vicié 3 dans un sens contraire au sens 62 dans lequel le liquide 6 circule dans le contacteur
2.
Le procédé selon l'invention comprend l'injection 1 de l'air vicié 3 dans une première partie 21 du contacteur 2, dite partie à co-courant 21, dans laquelle l'air vicié 3 circule 31 dans le même sens que le sens dans lequel le liquide 6 circule 61 dans ladite première partie 21 du contacteur 2. De manière équivalente, cette étape peut être décrite comme une circulation 31 de l'air vicié 3 à co-courant du liquide 6 circulant 61 dans le contacteur 2. Ensuite, le procédé comprend une circulation 32 de l'air vicié 3 dans une deuxième partie 22 du contacteur 2, dite partie à contre-courant 22, dans laquelle l'air vicié circule 32 dans le sens contraire au sens dans lequel le liquide 6 circule 62 dans ladite deuxième partie 22 du contacteur 2. De manière équivalente, cette étape peut être décrite comme une circulation 32 de l'air vicié 3 à contre-courant du liquide 6 circulant 62 dans le contacteur
2. Ensuite, le procédé comprend une circulation 4 de l'air vicié 3 dans l'unité filtrante 5. En sortie de l'unité de traitement 13, le procédé comprend le rejet 16 de l'air traité 17.
Subséquemment à l'étape de circulation 62 de l'air vicié dans la deuxième partie 22 du contacteur 2, le procédé comprend une étape de chauffage 9 de l'air vicié 3 préalablement à la circulation 4 de l'air vicié 3 dans l'unité filtrante 5. L'étape de chauffage 9 de l'air vicié 3 est ainsi mise en œuvre subséquemment à l'étape de circulation 61 du liquide 6 dans la première partie 21 du contacteur 2. Lors de l'étape de chauffage, l'air vicié 3 est chauffé à une température supérieure de 5°C à sa température en sortie du contacteur 2.
- 14 Le procédé comprend une injection 63 dans la première partie 21 du contacteur 2 du liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2, suivi d'une récupération 66 du liquide 6 ayant circulé 61 dans la première partie 21 du contacteur 2. La récupération 66 du liquide 6 est suivie d'une réinjection 64 dans la deuxième partie 22 du contacteur 2 du liquide 6 ayant circulé 61 dans la première partie 21 du contacteur 2.
Subséquemment à la circulation 62 dans la deuxième partie 22 du contacteur 2 du liquide 6 réinjecté 64, le procédé comprend une récupération 65 du liquide 6 ayant circulé 61, 62 dans le contacteur 2.
Le liquide 6 récupéré 65, ayant circulé 61, 62 dans le contacteur 2, est évacué en vue de son traitement et/ou de son recyclage ultérieur.
Le procédé comprend une mise en contact 7 de l'air vicié 3 circulant 31, 32 dans le contacteur 2 et du liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 avec un échangeur de chaleur 8.
Le liquide 10 circulant dans l'échangeur de chaleur, dit liquide de refroidissement 10, est de l'eau.
L'étape de mise en contact 7 de l'air vicié 3 et du liquide 6 circulants 31, 32, 61, 62 dans le contacteur 2 avec l'échangeur de chaleur 8 est mise en œuvre de manière concomitante à l'étape de circulation 31 de l'air vicié 3 à co-courant du liquide 6 circulant 61 dans le contacteur 2. Autrement dit, l'étape de mise en contact 7 de l'air vicié 3 et du liquide 6 circulants 31, 32, 61, 62 dans le contacteur 2 avec l'échangeur de chaleur 8 est mise en œuvre dans la première partie 21 du contacteur 2. Le liquide de refroidissement 10 circulant dans l'échangeur de chaleur 8 présente une température comprise entre 5 et 10°C. Cette température peut, dans certains cas, varier entre 2 et 15°C.
Le liquide de refroidissement 10 injecté 101 dans l'échangeur de chaleur 8 est identique au liquide 6 injecté 63 dans le contacteur 2. Le liquide de refroidissement 10 injecté 101 dans l'échangeur 8 et le liquide 6 injecté 63 dans le contacteur 2 proviennent d'une unité réfrigérante 11 alimentée en eau industrielle 12. Le liquide de refroidissement 10 est récupéré 102, en sortie de l'échangeur de chaleur 8, et est réinjecté 103 dans le circuit du liquide de refroidissement 10. Selon l'invention, le liquide de refroidissement 10 est réinjecté 103 au niveau de l'unité réfrigérante 11.
- 15 En référence à la FIGURE 2, il est décrit, dans un second mode de réalisation, une unité de traitement selon l'invention ainsi qu'un procédé selon l'invention.
Sur la FIGURE 2, il est présenté une unité de traitement 13 d'air vicié
3. L'unité de traitement 13 comprend un contacteur gaz/liquide 2, dit contacteur 2, dans lequel circule 31, 32 l'air vicié 3 et une unité filtrante 5 dans laquelle circule 4 l'air vicié 3. L'unité de traitement 13 est agencée de manière à ce que l'air vicié 3 circule 31, 32 dans le contacteur 2 puis circule 4 dans l'unité filtrante 5. L'air vicié 3 est injecté 1 dans la première partie 21 du contacteur 2. L'air vicié est injecté 1 dans le contacteur 2 à une température comprise entre 35 et 55°C. L'air traité 16, en sortie de l'unité de traitement 13, est rejeté 17 dans l'atmosphère.
L'unité de traitement 13 d'air vicié 3 est agencée pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention.
Selon l'invention, l'unité filtrante 5 est une unité filtrante à charbon actif 5.
L'unité de traitement 13 d'air vicié 3 est agencée de sorte que le liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 est injecté 63 dans une deuxième partie 22 du contacteur 2 et de sorte que le liquide 6 ayant été injecté 63 dans la deuxième 22 partie du contacteur 2 soit réinjecté 64 dans la première partie 21 du contacteur 2. Le liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 présente une température comprise 5 et 10°C. Cette température peut, dans certains cas, varier entre 2 et 15°C.
La mise en contact du liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 avec l'air vicié 3 circulant 31, 32 dans le contacteur 2 est une mise en contact direct. Les injections 63 et 64 de liquide 6 dans le contacteur 2 sont réalisées par pulvérisation par l'intermédiaire de buses.
L'unité de traitement 13 d'air vicié 3 est agencée de sorte que le débit du liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 par rapport au débit d'air vicié 3 circulant dans le contacteur 2 est inférieur à 10 l/m3. Selon l'invention, le débit du liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 par rapport au débit d'air vicié 3 circulant dans le contacteur 2 est comprise entre 2 et 4 L/m3, par exemple 3 l/m3.
Le liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 est de l'eau.
- 16 Le liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 circule selon une seule direction verticale 67 selon laquelle le liquide 6 s'écoule par gravitation.
La première partie 21 du contacteur 2, dite à co-courant 21, est agencée pour que l'air vicié 3 circule 31 dans le même sens 67 que le sens dans lequel le liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 circule 61 dans ladite première partie 21 du contacteur 2. La deuxième partie 22 du contacteur 2, dite à contre-courant 22, est agencée pour que l'air vicié 3 circule 32 dans le sens contraire au sens 62 dans lequel le liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 circule 62 dans ladite deuxième partie 22 du contacteur 2.
Le contacteur 2 est un contacteur 2 de type « cyclone ». La circulation 31 de l'air vicié 3 dans la première partie 21 du contacteur 2 s'effectue selon un mouvement tourbillonnant descendant 31 autour de la zone centrale 22 du contacteur 2. La circulation 32 de l'air vicié 3 dans la deuxième partie 22 du contacteur 2 s'effectue selon un mouvement sensiblement rectiligne ascendant 32 dans la zone centrale 22 du contacteur 2.
Le contacteur 2 de type « cyclone » présente une forme cylindrique. La zone centrale 22 s'étend le long de l'axe de révolution du contacteur 2.
La deuxième partie 22 du contacteur s'étend depuis les parois extérieures de la zone centrale 22 jusqu'aux parois intérieures 23 du contacteur 22, c'est-à-dire les parois intérieures 23 de la première partie 21 du contacteur 2.
L'unité de traitement 13 d'air vicié 3 comprend un échangeur de chaleur 8 agencé pour que l'air vicié 3 et le liquide 6 circulant 31, 32, 61, 62 dans le contacteur 2 entrent en contact avec une surface d'échange de l'échangeur 8. A l'intérieur de la surface d'échange 81 circule un liquide de refroidissement 10 dont la température est comprise entre 5 et 10°C. Cette température peut, dans certains cas, varier entre 2 et 15°C.
Le liquide de refroidissement 10 est de l'eau.
L'échangeur de chaleur 8 est un échangeur tubulaire 8. L'échangeur 8 comprenant un faisceau de tubulures 81 circulaires s'étendant autour de la zone centrale 22.
Le liquide de refroidissement 10 et le liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 sont récupérés, respectivement 102 et 66, dans une cuve 14, puis réinjectés 64 dans la première partie 21 du contacteur 2.
- 17 La cuve 14 fait partie d'un circuit de recirculation.
Le liquide de refroidissement 10 injecté 101 dans l'échangeur de chaleur 8 est identique au liquide injecté 6, 63 dans le contacteur 2. Le liquide de refroidissement 10 injecté 101 et le liquide 6 injecté 63 proviennent d'une unité réfrigérante 11 alimentée en eau industrielle 12. Le liquide de refroidissement et le liquide 6 ayant circulé 62 dans la deuxième partie 22 du contacteur 2 sont récupérés 102, 66 en sortie de l'échangeur de chaleur 8, dans une cuve 14.
L'unité de traitement 13 d'air vicié 3 est agencée de sorte que le liquide 6 ayant circulé 61, 62 dans le contacteur 2 soit récupéré 65 en vue de son traitement ultérieur. Le liquide 6 est récupéré 65 subséquemment à la circulation 61 dans la première partie 21 du contacteur 2 du liquide 6 réinjecté 64.
Le liquide 6 récupéré 65, ayant circulé 6, 61, 62 dans le contacteur 2, est évacué en vue de son traitement et/ou de son recyclage ultérieur.
L'unité de traitement 13 d'air vicié 3 comprend un élément de chauffage 9 de l'air vicié 3 agencé de sorte que l'air vicié 3 soit chauffé avant de circuler 4 dans l'unité filtrante 5. L'air vicié 3 est chauffé à une température supérieure de 5°C à sa température en sortie du contacteur 2.
L'élément de chauffage 3 comprend un filament chaud 15 disposé sur le trajet de circulation de l'air vicié 3 de manière à chauffer l'air vicié 3.
Bien que, selon les modes de réalisations présentés, la principale application visée, pour le procédé et l'unité de traitement 13, soit le traitement d'odeurs et de COVs odorants, le procédé et l'unité de traitement 13 selon l'invention réalisent également l'élimination :
- de COVs hydrophiles, et/ou
- de COVs hydrophiles odorants, et/ou
- de poussières, et/ou
- de particules, et/ou
- de composés odorants autres que les COVs, et/ou
- de COVs non odorants.
Bien que, selon les modes de réalisations présentés, la principale application visée, pour le procédé et l'unité de traitement 13, soit le traitement d'air vicié 3 provenant d'eaux usées ou de boues, en particulier de
- 18 boues issues du traitement des eaux, ou d'installations de traitements des déchets. Le procédé et l'unité de traitement 13 conviennent également au traitement de tout type d'air vicié 3 contenant des éléments tels que cités cidessus.
L'air vicié 3 injecté 1 dans le contacteur 2 présente une température supérieure à 5°C. De manière générale, lorsque l'air vicié 3 est issue de procédé de traitement des eaux, il présente une température supérieure à 18°C, notamment comprise entre 40°C et 50°C.
Le procédé et l'unité de traitement 13 conviennent pour le traitement d'airs viciés 3 contenant des COVs présents à des concentrations supérieures à 10 mg/m3, de manière préférée comprise entre 10 et 1000 mg/m3, de préférence encore davantage préférée entre 10 et 500 mg/m3.
L'efficacité du procédé et de l'unité de traitement 13 est telle qu'elle permet une circulation 31, 32, 4 d'air vicié 3 à un débit compris entre 100 et 20000 m3/h. Pour des performances de traitement optimales, la circulation 31, 32, 4 d'air vicié 3 s'effectue à un débit compris entre 500 et 5000 m3/h. Autrement dit, entre 500 et 5000 m3 sont injectés dans le contacteur 2 et sont récupérés en sortie du contacteur 2, et donc de l'unité filtrante 5, par heure.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, dans des variantes combinables entre elles des modes de réalisation précédemment décrits :
- l'air vicié 3 injecté 1 dans le contacteur 2, ou dans l'unité de traitement 13, présente une température supérieure à 5°C, et/ou
- l'air vicié 3 injecté 1 dans le contacteur 2, ou dans l'unité de traitement 13, présente une température comprise entre 15 et 60°C, et/ou
- l'air vicié 3 injecté 1 dans le contacteur 2, ou dans l'unité de traitement 13, présente une température comprise entre 5 et 80°C, et/ou
- le débit du liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 par rapport au débit d'air vicié 3 circulant dans le contacteur 2 est inférieur à 20 l/m3, et/ou
- le liquide de refroidissement 10 et/ou le liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 présentent une température de 5°C, et/ou
- la température du liquide de refroidissement 10 est égale à la température du liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2, et/ou
- le liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 et/ou le liquide de refroidissement 10 est de l'eau industrielle filtrée à 250 pm, et/ou
- le procédé comprend :
• une injection 63 du liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 dans la deuxième partie 22 du contacteur 2, puis • une réinjection 64 du liquide 6 ayant circulé 61 dans la deuxième partie 22 du contacteur 2 dans la première partie 21 du contacteur 2, et/ou
- le procédé comprend une étape de chauffage 9 de l'air vicié 3 préalablement à la circulation 4 de l'air vicié 3 dans l'unité filtrante 5, et/ou
- l'air vicié 3 est chauffé à une température supérieure à 3°C, et/ou
- l'air vicié 3 est chauffé à une température comprise entre 5 et 35°C, de préférence comprise entre 10 et 30°C, et/ou
- l'air vicié 3 est chauffé à une température de 25°C, et/ou
- le liquide de refroidissement 10 est récupéré 102, en sortie de l'échangeur de chaleur 8, et est réinjecté :
• dans le contacteur 2, et/ou • dans un circuit du liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2, et/ou
- la circulation 31 de l'air vicié 3 dans la première partie 21 du contacteur 2 s'effectue selon un mouvement tourbillonnant ascendant 31 autour de la zone centrale 22 du contacteur 2 ; la circulation 32 de l'air vicié 3 dans la deuxième partie 22 du contacteur 2 s'effectue selon un mouvement sensiblement rectiligne descendant 32 dans la zone centrale 22 du contacteur 2, et/ou- l'efficacité du procédé et de l'unité de traitement 13 est telle qu'elle permet une circulation 31, 32, 4 d'air vicié 3 à un débit compris entre 250 et 10000 m3/h.
- l'unité de traitement 13 d'air vicié 3 est agencée de sorte que le liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 est injecté 63 dans une première partie 21 du contacteur 2 et que le liquide 6 ayant été injecté 63 dans la première partie 21 du contacteur 2 soit réinjecté 64 dans la deuxième partie 22 du contacteur 2, et/ou
- l'unité réfrigérante 11 peut être tout dispositif agencé pour produire du froid, tel que :
• un système à compression de gaz, ou • un système à absorption de gaz, ou • un système de pompe à chaleur, ou
- le liquide de refroidissement 10 et le liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2 sont récupérés, respectivement 102 et 66, dans une cuve 14 pour être réinjectés 64 :
• dans un circuit du liquide de refroidissement 10, et/ou • dans un circuit du liquide 6 circulant 61, 62 dans le contacteur 2, et/ou • dans la deuxième partie 22 du contacteur 2, et/ou
- le contacteur est un contacteur de type :
• colonne à pulvérisation, ou • colonne à garnissage, ou • colonne à plateaux, ou • colonne à bulles, ou • colonne à film tombant, et/ou
- l'unité de traitement 13 comprend plusieurs contacteurs 2, et/ou
- lorsque l'unité de traitement 13 comprend plusieurs contacteurs 2, les contacteurs 2 sont agencés en série.
De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de traitement d'un gaz vicié comprenant les étapes suivantes :
    - une circulation du gaz vicié dans un contacteur gaz/liquide, dit contacteur, puis
    - une circulation du gaz vicié dans une unité filtrante, dite unité filtrante, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, dans le contacteur, une mise en contact d'un liquide circulant avec le gaz vicié, ledit liquide circulant présentant une température comprise entre 2 et 15°C, de préférence entre 5 et 10°C.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la circulation du gaz vicié dans le contacteur comprend une circulation du gaz vicié dans un sens contraire à un sens dans lequel le liquide circule dans le contacteur.
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la circulation du gaz vicié dans le contacteur comprend :
    - une circulation du gaz vicié dans un sens identique à un sens dans lequel le liquide circule dans le contacteur,
    - une circulation du gaz vicié dans un sens contraire à un sens dans lequel le liquide circule dans le contacteur.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend :
    - une injection du gaz vicié dans une première partie du contacteur, dite partie à co-courant, dans laquelle le gaz vicié circule dans le même sens que le sens dans lequel le liquide circule dans ladite première partie du contacteur, et
    - une circulation du gaz vicié dans une deuxième partie du contacteur, dite partie à contre-courant, dans laquelle le gaz vicié circule dans le sens contraire au sens dans lequel le liquide circule dans ladite deuxième partie du contacteur, et
    - une circulation du gaz vicié dans l'unité filtrante.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une mise en contact du gaz vicié et du liquide circulant dans le contacteur avec un échangeur de chaleur.
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une circulation d'un liquide de refroidissement dans l'échangeur de chaleur, ledit liquide de refroidissement présentant une température comprise entre 2 et 15°C, de préférence entre 3 et 10°C.
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend :
    - une injection du liquide circulant dans le contacteur dans la deuxième partie du contacteur, ou respectivement dans la première partie du contacteur, puis
    - une réinjection du liquide ayant circulé dans la deuxième partie du contacteur dans la première partie du contacteur, ou respectivement dans la deuxième partie du contacteur.
  8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de chauffage du gaz vicié préalablement à la circulation du gaz vicié dans l'unité filtrante.
  9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est mis en œuvre pour l'élimination de Composés Organiques Volatils (COVs) odorants.
  10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz vicié est un air vicié.
  11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le gaz vicié est du biogaz.
  12. 12. Unité de traitement de gaz vicié comprenant :
    - un contacteur gaz/liquide, dit contacteur, dans lequel circule le gaz vicié,
    - une unité filtrante, dite unité filtrante, dans laquelle circule le gaz vicié ; ladite unité de traitement de gaz vicié étant caractérisée en ce qu'elle est agencée pour mettre en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
  13. 13. Unité de traitement de gaz vicié selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'elle est agencée de sorte qu'un liquide circulant dans le contacteur soit injecté dans une deuxième partie du contacteur, ou respectivement dans une
    5 première partie du contacteur, et que le liquide ayant été injecté dans la deuxième partie du contacteur soit réinjecté dans la première partie du contacteur, ou respectivement dans la deuxième partie du contacteur ;
    ledit liquide circulant dans le contacteur présentant une température comprise entre 2 et 15°C, de préférence entre 5 et 10°C.
  14. 14. Unité de traitement de gaz vicié selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que :
    - la première partie du contacteur, dite à co-courant, est agencée pour que le gaz vicié circule dans un même sens qu'un sens dans lequel le liquide
  15. 15 circulant dans le contacteur circule dans ladite première partie du contacteur, et
    - la deuxième partie du contacteur, dite à contre-courant, est agencée pour que le gaz vicié circule dans un sens contraire à un sens dans lequel le liquide circulant dans le contacteur circule dans ladite deuxième partie du contacteur.
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